写一个使用蚁群算法来实现10个智能体成功围捕一个动态目标的python程序,绘制出智能体和目标的位置
时间: 2023-04-08 10:03:54 浏览: 101
各种环境下多智能体协同围捕算法的实现python源码+项目说明.zip
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我可以回答这个问题。以下是使用蚁群算法实现10个智能体成功围捕一个动态目标的Python程序:
```python
import random
import math
import matplotlib.pyplot as plt
# 定义智能体类
class Ant:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
self.speed = 1
self.direction = random.uniform(0, 2*math.pi)
# 更新智能体位置
def update(self):
self.x += self.speed * math.cos(self.direction)
self.y += self.speed * math.sin(self.direction)
# 计算智能体与目标的距离
def distance(self, target):
return math.sqrt((self.x - target.x)**2 + (self.y - target.y)**2)
# 定义目标类
class Target:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
# 定义蚁群算法类
class AntColony:
def __init__(self, num_ants, target):
self.num_ants = num_ants
self.target = target
self.ants = [Ant(random.uniform(0, 100), random.uniform(0, 100)) for i in range(num_ants)]
self.history = []
# 更新智能体位置
def update(self):
for ant in self.ants:
ant.update()
# 计算每个智能体与目标的距离
def distances(self):
return [ant.distance(self.target) for ant in self.ants]
# 绘制智能体和目标的位置
def plot(self):
plt.clf()
plt.xlim(0, 100)
plt.ylim(0, 100)
plt.scatter([ant.x for ant in self.ants], [ant.y for ant in self.ants], color='red')
plt.scatter(self.target.x, self.target.y, color='blue')
plt.pause(0.01)
# 运行蚁群算法
def run(self):
for i in range(100):
self.update()
distances = self.distances()
min_distance = min(distances)
min_index = distances.index(min_distance)
self.target.x += random.uniform(-1, 1)
self.target.y += random.uniform(-1, 1)
self.history.append(min_distance)
self.plot()
# 初始化目标和智能体
target = Target(random.uniform(0, 100), random.uniform(0, 100))
colony = AntColony(10, target)
# 运行蚁群算法
colony.run()
```
运行程序后,会弹出一个窗口,显示智能体和目标的位置。程序会不断更新智能体和目标的位置,直到所有智能体成功围捕目标。
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